חוקרים באוניברסיטה הלאומית בסינגפור (NUS) פיתחו טכנולוגיה מדרגית ולא-ויראלית המספקת ביעילות חומר גנטי לתאי חיסון אנושיים. הפלטפורמה, הנקראת transfection המופעל על ידי ננו -סטרו (הבא), משתמשת במבנים ננו -חלולים קטנטנים ופולסים חשמליים כדי להכניס מגוון רחב של ביומולקולות – חלבונים, mRNA וכלים לתיקון גנים – לתאים חיסוניים עם יעילות גבוהה ושיבוש מינימלי.
הצוות, בהובלת עוזר פרופסור אנדי טיי מהמחלקה להנדסה ביו-רפואית במכללה לעיצוב והנדסה, כמו גם המכון לחדשנות וטכנולוגיה בריאותית ב- NUS, הוכיח כי הבא יכול להעביר את הניתוח-כלומר, לספק חומר גנטי לתאי, יותר מ -14 מיליון תאים חיסוניים, כולל תאי חרדה, כולל תאי גנדרה, תאים טננים, תאי גנדרה, תאי גלאטא. נויטרופילים המפותחים כטיפולי תאי חיסון אלטרנטיביים.
לאחר מכן הופך את מסירת הגנים למהירה יותר ופחות מזיקה, מה שבתורו מסייע בהורדת עלויות הייצור ולשפר את העקביות של מוצרי תאים מהונדסים, כולל אלה המשמשים לטיפולי תאים קולטניים אנטיגן- T (CAR-T) לסרטן. זה עלול להרחיב את הגישה של המטופלים לטיפולים מתקדמים המוגבלים כיום על ידי עלויות גבוהות ואתגרי ייצור.
ממצאי הצוות פורסמו בכתב העת ביו -חומרים ב- 5 בינואר 2025. חוקרים מבית הספר לרפואה של נוס יונג לו לין תרמו גם הם לפריצת דרך המחקר.
מסירת גנים מהדור הבא
סרטן נותר אחד הגורמים המובילים למוות ברחבי העולם, האחראי לכמעט 10 מיליון חיים בכל שנה. בין אסטרטגיות הטיפול המבטיחות ביותר להופיע בתקופה האחרונה הוא טיפול בתאי CAR-T, הכולל תכנות מחדש של תאי החיסון של המטופל כדי לזהות, למקד ולהרוג תאים סרטניים. גישה מותאמת אישית זו הוכיחה הצלחה בטיפול בסרטן הדם, במיוחד אצל אלה שמיצו אפשרויות קונבנציונאליות. עם זאת, זה נשאר יקר ומורכב לוגיסטי.
ב- 1 באוגוסט 2024 החל משרד הבריאות בסינגפור לספק סובסידיות למוצרי טיפול תאים, רקמות וגנים (CTGTPS) אשר מוערכים שהם קליניים וחסכוניים. ה- CTGTP הראשון הזכאי לסבסוד הוא טיפול המכונה tisagenlecleucel, סוג של טיפול בתאי CAR-T לטיפול בסרטן הדם.
"בסינגפור, עירוי תאי CAR-T יחיד יכול לעלות בערך 670,000 $. למרות שיש סובסידיות זמינות, הם בדרך כלל מכסים רק חלק מהעלות. זה עשוי להגביל את הגישה לטיפול במספר משמעותי של חולים, אפילו ככל שהביקוש גדל", אמר אסטסט פרופ 'טיי.
אחד המכשולים העיקריים בייצור CAR-T טמון במתן חומר גנטי לתאי חיסון. השיטות הנוכחיות בתעשייה כוללות וקטורים ויראליים ואלקטרופורציה בתפזורת. מצד אחד, בעוד שגישות ויראליות יעילות, הן מעוררות חששות סביב בטיחות, חיסון ושילוב גנים אקראיים. מצד שני, אלקטרופורציה בתפזורת, הנשענת על פולסים חשמליים במתח גבוה, יכולה להדגיש ולפגיעה בתאים ובכך להפחית את איכותם הטיפולית.
הפלטפורמה הבאה של צוות NUS מתגברת על מגבלות אלה. זה עובד על ידי ממשק תאים עם יער צפוף של ננו -סטרו – צינורות חלולים מיקרוסקופיים פחות מאלף רוחב שיער אנושי. כאשר מוחל אות חשמלי קל, הננו -סטרוס פותחים נקבוביות זמניות בקרום התא, ומאפשרות ביומולקולות כמו mRNA או CRISPR/CAS9 כדי להיכנס ישירות לציטופלזמה של התא.
"הפלטפורמה הבאה שלנו יכולה להתמודד עם מגוון רחב של סוגי תאים חיסוניים. זה מתוזמן במיוחד שכן תחום הטיפול בתאים מתרחב מעבר לגישות CAR-T מסורתיות כדי לכלול סוגי תאים אחרים", אמר מר ארון קומאר, המחבר הראשון של העיתון וסטודנט לתואר שלישי ב- NUS בפיקוח על ידי אססט פרופטי.
"חשוב על משלוח גנים כמו בחירת שירות משלוחי מזון. באופן אידיאלי אתה רוצה אחד שהוא מהיר, אמין, שומר על המזון טרי ואינו עולה הון. כך צריך להיות מסירת גנים – יעילה, חסכונית, לא מדגישה את התאים יותר מדי, וניתנת להתאמה ל'הזמנות 'רבות ושונות, או ביומולקולות," הוסיף מר קומאר.
בניסויים פרה -קליניים, הפלטפורמה הבאה השיגה יעילות transfection של עד 94% עבור חלבונים ומעל 80% עבור mRNA בתאי T ראשוניים, תוך שמירה על תפקודים ביולוגיים מרכזיים כמו התפשטות, הגירה וייצור ציטוקינים.
עודדנו אותנו לראות שגם לאחר transfection, תאי החיסון שמרו על מאפייני הלחימה החיוניים שלהם. זה מצביע על כך שהפלטפורמה מספקת הן את היעילות והן את איכות התא הדרושה לטיפול יעיל. "
עוזר פרופסור אנדי טיי, המחלקה להנדסה ביו -רפואית, המכללה לעיצוב והנדסה, המכון לחדשנות וטכנולוגיה בריאותית ב- NUS
טיפולי סרטן נגישים יותר וניתנים להתאמה
הפלטפורמה הבאה יכולה להנדס תאים חיסוניים אלטרנטיביים שפחות סבירים לעורר תגובות חיסוניות קשות, ובמקרים מסוימים יכולים לתפקד מבלי להתאים את פרופיל החיסון של המטופל, מה שהופך אותם לטיפולים אלוגניים "מחוץ למדף".
בנוסף, אופי התפוקה הגבוה של הפלטפורמה נועד להתייחס לקנה מידה ובצוואר הבקבוק של ייצור הטיפול בתאים. גרסת הרב-בירות של החוקרים של NUS של הפלטפורמה יכולה להעביר מעל 14 מיליון תאים בריצה יחידה, מה שמאפשר מסירה בו זמנית של מטענים גנטיים שונים לסוגי תאים חיסוניים מרובים מתורמים שונים כדי להפחית את זמן הייצור.
הצעד הבא של הצוות, שעובד לקראת תרגום קליני, הוא לאמת את הטכנולוגיה במחקרים פרה -קליניים לפני שהוא מתקדם לניסויים בבני אדם. הם גם עובדים עם שותפים בתעשייה כדי לחקור כיצד ניתן לשלב את המערכת בזרימות עבודה קיימות לייצור תאים ותאריך מחפשים באופן פעיל הזדמנויות לבדיקת הפלטפורמה במסגרות מסחריות בעולם האמיתי.
